Составляющие ЖАТ системы электрической централизации (ЭЦ), предназначенной для централизованного автоматического управления стрелками и сигналами станции, и автоблокировки (АБ), позволяющей регулировать в автоматическом режиме движение на перегонах, не только выполняют своё прямое предназначение, но и являются главным поставщиком данных о ситуации на дорогах для центров управления. Все основные информационные системы РЖД строятся на базе первичной информации, получамой от устройств ЖАТ.
История ЖАТ в нашей стране началась с применения в 1917 году аппаратуры механической централизации, семафоров, электрожезловых аппаратов. В 1930 году началось внедрение автоблокировки. В 1949 году появилась первая маршрутно-релейная централизация, автоматизирующая установку маршрутов нажатием кнопок начала и конца маршрута на пульте диспетчера. В 1999 году на станции Калашниково началась эксплуатация первых микропроцессорных систем ЭЦ, повышающих надёжность работы системы, уровень автоматизации процессов, объём и скорость информационного обмена с центрами принятия решений.
Развитие автоблокировки связано с развитием систем передачи сигнала о состоянии блок-участков на борт локомотива. Этот комплекс называется автоматической локомотивной сигнализацией (АЛС). Оборудование перегонов современными микропроцессорными устройствами АБ позволяет отказаться от установки светофоров для обозначения границ блок-участков и устанавливать ограничения только за счёт данных о занятости находящегося впереди участка, получаемых локомотивом от напольных устройств. Такие системы называются АЛСО, они позволяют делать подвижными границы блок-участков, сближая поезда и увеличивая тем самым пропускную способность перегона без строительства новых путей. Начальник Управления автоматики и телемеханики Центральной дирекции инфраструктуры (ЦДИ) Валерий Аношкин говорит, что микропроцессорные устройства электроцентрализации (МПЦ) и АБ позволили начать в 2012 году внедрение интервального регулирования, предполагающего исключение светофоров на перегоне при организации движения по подвижным блок-участкам, что привело к сокращению интервалов попутного следования.
При подготовке инфраструктуры и проведения в 2014 году Олимпийских игр в Сочи реализован проект по созданию комплексной системы управления и обеспечения безопасности движения на участке Сочи – Адлер – Весёлое, Адлер – Альпика-Сервис, выполненный на базе микропроцессорной электрической централизации с интегрированной автоблокировкой (для участка Адлер – Альпика-Сервис – АЛСО с реализацией двухканальной локомотивной сигнализации АЛСН/АЛС-ЕН). Система позволила пропускать поезда на интенсивном участке движения с интервалом 5–6 минут. Управление движением поездов участка, оборудованного диспетчерской централизацией с возможностью реконфигурации кругов управления, осуществлялось автоматизированной системой управления движением поездов АСУ-Д, увязанной с диспетчерской централизацией стрелок и сигналов (ДЦ).
По расчётам Управления автоматики и телемеханики ЦДИ, оснащение инфраструктуры средствами ЖАТ на микропроцессорной основе позволяет применять технологии интервального регулирования, на 20% увеличивающие пропускную способность инфраструктуры за счёт уменьшения интервала попутного следования поездов. В этом году на участке Транссиба Яблоновая – Лесная завершили замену устаревших систем ЖАТ на микропроцессорные устройства. Результат: количество отказов техсредств снизилось в 10 раз в сравнении с работой релейных систем, на 20% выросла пропускная способность участка. В этом году начаты работы на участке Большой Луг – Слюдянка-2.
Развитие технологий интервального регулирования связано с применением цифрового канала в качестве средства передачи данных на борт локомотива. Прежде всего для возможности применения технологии виртуальной сцепки (ВСЦ), а также для создания систем управления движением поездов, выполненных на базе радиоблок-центра.
По мнению участников дискуссии, отсутствие полноценной системы радиосвязи тормозит дальнейшее развитие технологий управления движением. Валерий Аношкин пояснил «Гудку», что существующий на РЖД радиоканал стандарта ДМР 160 МГц изначально предназначался для голосового информирования. Сейчас же нужен канал для цифровой передачи данных. Технологически возможно запустить передачу данных на существующем стандарте, но требуется доработка систем связи. Кроме того, встаёт вопрос скорости и объёма передачи. ДМР 160 МГц может быть достаточен для небольшого объёма передачи данных. И нет уверенности, что этого запаса хватит на перспективу, когда надо будет передавать данные с устройств ЖАТ и локомотивов в единые центры управления, транслировать подвижному составу и инфраструктуре принимаемые там решения.
Вершиной развития систем ЖАТ и ряда других систем, включая бортовые комплексы, доведённые до уровня «умный локомотив», должно стать создание единой комплексной системы управления движением поездов РЖД. А видимой на сегодня конечной точкой развития – организация беспилотного движения на всей сети.
«Весь комплекс перевозочного процесса должен быть пересмотрен. И в этой ситуации устройства ЖАТ являются локомотивом, они толкают всю структуру к обновлению», – уверен начальник отделения АО «НИИАС» Владимир Воронин. «Цели достигнем тогда, когда информация от цифрового двойника поезда (локомотива и вагонов) и инфраструктуры будет приходить в единый центр обработки данных, где искусственный интеллект построит прогнозные модели развития ситуаций и предложит оптимальные решения по организации движения», – говорит Валерий Аношкин.
В хозяйстве автоматики и телемеханики доля микропроцессорных систем составляет 13% по системам электрической централизации станций и 4% по системам автоматической блокировки. И по этому показателю РЖД уступают европейским странам, лидер среди которых – Германия – имеет степень оснащения микропроцессорными системами ЖАТ в 72%. При этом в ОАО «РЖД» с превышением срока полезного использования эксплуатируется 83% устройств ЭЦ и 66% устройств автоблокировки.
Валерий Аношкин заявил, что в компании подготовлена программа обновления средств ЖАТ, предусматривающая замену отслужившего свой срок оборудования на микропроцессорные устройства. В частности, на Восточном полигоне до 2025 года микропроцессорными системами ЖАТ планируется оборудовать 5740 км перегонов и 12 880 станционных стрелочных переводов, притом что общая эксплуатационная длина путей Восточного полигона составляет 12 451,7 км, а общее количество стрелочных переводов – 24 003. «Восточный полигон становится полигоном испытания новых технологий. Мы настолько подготовлены технически и технологически, что можем себе позволить реализовывать новые технологии на большом полигоне. МЦК показало, что это возможно», – подчёркивает Владимир Воронин.
Поставщики микропроцессорных систем для РЖД – АО «НИИАС», ОАО «ЭЛТЕЗА», АО «НПЦ «Промэлектроника». Важнейшим фактором их работы в последние годы стала необходимость импортозамещения, на которой настаивает ОАО «РЖД». По данным Управления автоматики и телемеханики поставляемые сегодня на сеть системы ЖАТ на 86–87% состоят из отечественных деталей и софта. Например, в микропроцессорной централизации стрелок и светофоров МПЦ-ЭЛ полностью российские ПО и операционная система, центральное процессорное устройство, полностью отечественными являются и объектные контроллеры – от корпусов до электронных плат.
«Мы три года своей жизни положили на то, чтобы по заданию РЖД сделать систему импортозамещённой», – рассказывает главный инженер ОАО «ЭЛТЕЗА» Евгений Гоман.
Правильность ориентации на импортозамещение подтвердилась в нынешнем году, когда поставки комплектующих поступали из других стран с перебоями из-за противоэпидемических ограничений.